科研进展

CD: 持续性强降水的对流层顶早期信号

  在气候变化背景下,近年来持续性强降水事件有增多趋势,对社会生产生活、人身安全和健康疾病等方面产生重大影响。持续性强降水往往比短时强降水引起的洪涝灾害更严重,因此,捕捉持续性强降水事件的前兆信号具有重大意义。为此,大气科学和地球流体力学数值模拟国家重点实验室(LASG)赵亮高工和肖子牛研究员重点研究了中国华南地区持续性强降水事件的季节内前兆信号,从气候态角度总结了华南持续性强降水事件发生的天气系统特殊配置。

  研究发现,对流层顶附近的等熵位涡的季节内振荡是捕捉持续性强降水事件前期信号的有力工具,利用该工具,发现了导致华南持续性强降水的早期信号起源于两个地区:北极地区和热带印太季风区。在降雨峰值之前20天,青藏高原西部和东亚西风急流北侧的对流层顶附近是异常位涡加强并改变传播方向的两个中转点。在降雨峰值前10天,南亚高压和鄂霍次克海阻高的联合作用对北侧高位涡异常冷空气的挤压,使345K倾斜等熵面上形成狭窄而稳定的高位涡冷空气输送通道,使冷空气能够南下至较低纬度,并与异常偏强的副热带高压带来的低位涡暖湿空气交汇对峙,导致强降水的发生,这种高位涡异常低压被三个低位涡异常高压系统(南亚高压、鄂霍次克海阻高和西太平洋副高)包围的形势十分稳定,使冷暖空气的强对峙形势维持数日甚至十多天,华南持续性强降水与这种特殊的前期天气系统配置密切相关。这一发现为区域持续性强降水的预报提供了新的潜在因子。

  上述研究由大气所LASG肖子牛研究员提议和指导,赵亮高工负责研究方案制定和诊断分析,中国民航大学刘海文教授、广东省气候中心正研级高工胡娅敏等参与方法研发和数据分析,该研究成果已在Climate Dynamics上发表,得到国家重点研发计划“全球变化与应对”专项(2018YFA0606203)和中国科学院战略性先导科技专项子课题(XDA20060501)共同资助。

 

图1 (左)华南持续性强降水事件的位涡季节内振荡(彩色阴影)时间-纬度演变和(右)雨峰前20天345-K等熵面位涡季节内振荡(彩色阴影)和风场季节内振荡(箭头)

 

图2 华南持续性强降水事件前兆信号和天气系统配置沿等熵面的示意图

  文章信息:

  Liang Zhao, Haiwen Liu, Yamin Hu, Huhua Cheng, Ziniu Xiao*. Extratropical extended-range precursors near the tropopause preceding persistent strong precipitation in South China: a climatology. Climate Dynamics, 2020, DOI: 10.1007/s00382-020-05437-6.

  文章链接:https://link.springer.com/article/10.1007/s00382-020-05437-6

附件下载: